Phys-01-chap2-evaluation-formative

Nom : …………………
Classe : 1ière
Physique
Année 2015 - 2016
Chapitre 2- Champs électriques
Durant toute l’évaluation on considère k = 9,0×109 SI (pour le vide ou l’air) et l’intensité de la pesanteur
g = 10 N.kg-1
Exercice 1 : (3,5 pts)
Dans chacun des cas ci-dessous corriger l’erreur :
a) Dans un champ électrique uniforme, les lignes de champ sont parallèles
entre elles et perpendiculaires à E.
b) Lorsque la distance entre deux charges électriques ponctuelles double,
la force électrique d’interaction est divisée par deux.
c) Une charge électrique « q » positive, placée dans un champ électrique E,
subit une force électrique F faisant un angle α non nul avec E (figure 1).
d) Le spectre d’une particule chargée négativement est donné dans la
figure 2 ci-dessous.
F
Figure 1:
α
E
Figure 2:
P
Exercice 2 : (6,5 pts)
Deux plaques conductrices (A) et (B) sont planes et horizontales, séparées par
(A)
une distance d = 4,0 cm. On charge ces plaques sous une tension UPN = 10 000
(B)
V comme l’indique la figure ci-contre.
N
1) Indiquer la polarité de chacune des plaques (A) et (B).
2) Déterminer les caractéristiques du champ électrique créé entre ces deux
plaques.
3) On place entre les plaques une sphère chargée (S) de masse m = 1,0 × 10-5 kg et portant une charge q.
(S) est maintenue en équilibre entre les deux plaques.
a) Quelle condition doivent satisfaire les forces agissant sur (S) pour la maintenir en équilibre ?
Représenter alors ces forces.
b) Pour maintenir l’équilibre de (S) il faut que q soit négative. Expliquer cette affirmation.
c) En déduire la valeur de q.
1/3
d
Exercice 3 : (6 pts)
Une particule chargée placée en A porte la charge qA = – 5,0 nC. Elle subit une force électrique F inclinée
de 60,0o par rapport à l’horizontale, dirigée vers le haut et de valeur 4,0 × 10-4 N.
1) Déterminer les caractéristiques du champ électrique EA qui règne en A en donnant toutes les
explications nécessaires.
En effet EA est la résultante de deux champs électriques EB/A et EC/A créés par deux
F
particules chargées placées respectivement en B et C tel que BAC est un triangle
rectangle en A de côtés AC = 4,0 cm et AB = 6,0 cm.
2) C porte la charge qC = 12,3 nC.
a- Donner l’expression vectorielle de EC/A
B
b- Déterminer les caractéristiques de EC/A .
3) Comment doit être orienté le champ électrique EB/A ? En déduire le signe de la charge qB placée en B
sans aucun calcul.
2/3
C
A
Exercice 1 :
a) Dans un champ électrique uniforme, les lignes de champ sont parallèles entre elles et parallèles à E.
b) Lorsque la distance entre deux charges électriques ponctuelles double, la force électrique d’interaction
est divisée par quatre.
c) Une charge électrique « q » positive, placée dans un champ électrique E, subit une force électrique F
faisant un angle α nul avec E.
d) Le spectre d’une particule chargée négativement est donné dans la figure ci-contre.
Exercice 2 :
1) UPN étant positive donc P est vers la borne positive du générateur. Par suite A sera chargée
positivement et B négativement.
2) Direction : perpendiculaire aux armatures A et B.
Sens : de A à B.
Module : EA
= 2,5 × 105 V.m-1
0 donc
étant orientée vers le haut, elle est de sens opposée à . Or
est négative pour avoir et de sens opposés.
c) P = F ; m×g = E× | | ; | | = 4,0 × 10–10 C donc q = – 4,0×10–10 C.
3) a)
b)
P
(A)
d
donc q
(B)
N
Exercice 3 :
1)
or qA est négative donc et
sont colinéaires de sens différent
Point d’application : A
Direction : la même que celle de ou faisant un angle de 60o avec l’horizontale.
Sens : Opposé à .
Module : F = EA × | | ; EA = 8,0 × 104 V.m–1.
K· C
2) a) EC/A
· uCA
CA
b) Point d’application : A
Direction : droite CA.
Sens : de C à A car qC positive, champ centrifuge.
Module : EC/A
K·| C |
CA
,
,
,
= 6,9 × 104 V/m
3) En A, EC/A est verticale vers le bas et la résultante
est vers le bas et à droite donc
/
doit être vers
la droite pour que
soit la diagonale du parallélogramme.
/ est orienté de B à A donc qB est positive.
3/3